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引用:
STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili
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术语:
英文缩写 | 描述 |
GPIO:General Purpose Input Onuput | 通用输入输出 |
AFIO:Alternate Function Input Output | 复用输入输出 |
AO:Analog Output | 模拟输出 |
DO:Digital Output | 数字输出 |
内部时钟源 CK_INT:Clock Internal | 内部时钟源 |
外部时钟源 ETR:External clock | 时钟源 External clock |
外部时钟源 ETR:External clock mode 1 | 外部时钟源 Extern Input pin 时钟模式1 |
外部时钟源 ETR:External clock mode 2 | 外部时钟源 Extern Trigger 时钟模式2 |
外部时钟源 ITRx:Internal trigger inputs | 外部时钟源,ITRx (Internal trigger inputs)内部触发输入 |
外部时钟源 TIx:external input pin | 外部时钟源 TIx (external input pin)外部输入引脚 |
CCR:Capture/Comapre Register | 捕获/比较寄存器 |
OC:Output Compare | 输出比较 |
IC:Input Capture | 输入捕获 |
正文:
0. 概述
从 2024/06/12 定下计划开始学习下江协科技STM32课程,接下来将会按照哔站上江协科技STM32的教学视频来学习入门STM32 开发,本文是视频教程 P2 STM32简介一讲的笔记。
定时器共四个部分,分为八个小节笔记。本小节为第一部分第一节。
🌳在第一部分,是定时器的基本定时的功能:定时中断功能、内外时钟源选择
🌳在第二部分,是定时器的输出比较功能,最常见的用途是产生PWM波形,用于驱动电机等设备
🌳在第三部分,是定时器的输入捕获功能和主从触发模式,来实现测量方波频率
🌳在第四部分,是定时器的编码器接口,能够更加方便读取正交编码器的输出波形,编码电机测速
1. 🚢输入捕获
1.1 输入捕获简介
输入捕获,即Input Capture,英文缩写为IC。输入捕获模式下,当通道输入引脚出现指定电平跳变瞬间(可以定义为上升沿、下降沿),当前CNT的值将被锁存到CCR中(检测电平跳变,然后执行动作(作用和外部中断差不多,只不过外部中断执行的动作是向CPU申请中断,输入捕获执行的是控制后续电路)),可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数。在这里,脉冲间隔和频率差不多、电平持续时间和占空比也是互相对应的关系。
每个高级定时器和通用定时器都拥有4各输入捕获通道,且二者没有区别。基本定时器没有输入捕获的功能。
输入捕获模块可以配置为PWMI(PWM输入)模式和主从触发模式。PWMI模式是PWM的输入模式,专门用来同时测量PWM波形的频率和占空比的。主从触发模式可以实现对频率或占空比的硬件的全自动测量。把这两个功能结合起来,测量频率和占空比就是硬件全自动执行,软件不需进行任何干预,也不需进中断,需要测量的时候,直接读取CCR寄存器就行了,使用非常方便且极大地减轻了软件的压力。
如下图,左边为输入捕获电路,4个输入捕获和输出比较通道,共用4个CCR寄存器,另外它们的CH1到4的4个通道引脚也是共用的,所以对于同一个定时器,输入捕获和输出比较只能使用其中一个,不能同时使用。
🌿输入捕获对比输出比较:
- 🌿输出比较,引脚是输出端口,根据CNT和CCR的大小关系来执行输出动作
- 🌿输入捕获,引脚是输入端口,接收到输入信号执行CNT锁存到CCR的动作
1.2输入捕获的各部分电路
🌿从左向右依次进行电路分析:
🌿最左边是四个通道的引脚,参考引脚定义表,就指导引脚是复用在哪个位置
🌿然后引脚进来,有一个三输入的异或门,这个异或门的输入接在了通道1、2、3端口,异或门的执行逻辑是,当三个引脚的任何一个有电平翻转时,输出引脚就产生一次电平翻转,3个引脚电平都相同为0,3个引脚中有高有低为1。
🌿然后输出通过数据选择器,到达输入捕获通道1,数据选择器如果选择上面一个,那输入捕获通道1的输入就是三个引脚的异或值;若选择下面一个,异或门就没有用。设计异或门,其实还是为了三相无刷电机服务的,无刷电机有三个霍尔传感器检测转子的位置,可以根据转子的位置来进行换相。
🌿输入信号来到了输入滤波器和边沿检测器(极性选择)。输入滤波器可以对信号进行滤波,避免一些高频的毛刺信号误触发;边沿检测器就是和外部中断一样,可以选择高电平触发或者低电平触发,当出现指定的电平时,边沿检测电路就会触发后续电路执行动作。设计了两套滤波和边沿检测电路,第一套电路经过滤波和极性选择得到TI1FP1,输入给通道1的后续电路。第二套电路,经过另一个滤波和极性选择,得到TI1FP2,输入给通道2的后续电路,同理,下面TI2信号进来,也经过两套滤波和极性选择得到TI2FP1输入通道1和TI2FP2输入通道2。可以进行交叉连接,例如CH1引脚输入给通道2,CH2引脚输入给通道1,进行交叉连接的目的是两个:1.一个通道灵活切换两个引脚,可以灵活切换后续捕获电路的输入,2.两个通道同时捕获一个引脚,可以把一个引脚的输入,同时映射到两个捕获单元,这也是PWMI模式的经典结构,实现两个通道(IC)对一个引脚(CH)进行捕获,就可以同时测量频率和占空比。可以选择各自独立连接,也可以选择进行交叉连接。另外还有一个TRC信号,也可选择作为捕获部分的输入,TRC信号来源于最上面,设计也是为了无刷电机的驱动。